Новое количественное описание локальной геомагнитной активности по данным обсерваторских магнитных измерений А.Е. Левитин, Л.И. Громова, С.В. Громов, Л.А. Дремухина, Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова

Геомагнитные вариации в диапазоне секунд относятся к числу наиболее изученных вариаций. Это связано с тем, что непрерывная регистрация их наземными магнитометрами в обсерваториях ведется уже более столетия. Такие измерения обеспечивают сегодня важную часть общей информации о состоянии магнитосферы на основе индексов геомагнитной активности и определения в реальном масштабе времени начала и фаз магнитосферных бурь и суббурь. Зоны локальных максимумов геомагнитной активности на земной поверхности соответствуют основным зонам высыпаний энергичных частиц и позволяют идентифицировать отдельные области и границы магнитосферы. Связь фиксируемых в обсерваториях геомагнитных вариаций с параметрами межпланетной среды используются для построения моделей магнитосферных токовых систем.

Важное преимущество наземных измерений геомагнитных вариаций по сравнению со спутниковыми измерениями – это то, что они позволяют следить за состоянием магнитосферы на непрерывной основе. Если спутник в каждый момент времени отображает электромагнитную ситуацию в отдельной точке околоземного пространства, то проведение наземных измерений позволяет отображать её одновременно в солидном пространственном объеме. Для количественного представления локальной геомагнитной активности в районе расположения магнитной обсерватории более полувека тому назад были согласованным образом введены индексы такой активности. Мы остановимся в докладе на одном из них – К индексе. Следом за этими индексами были введены индексы, которые характеризуют геомагнитную активность в конкретных областях земного пространства. Это индексы авроральной зоны - AE (AU, AL), субавроральной зоны – Kp, низкоширотной зоны – Dst.

Все указанные индексы естественно отражают понимание физической природы фиксируемых геомагнитных вариаций в период времени их создания. Они отражают качество тех приборов, которые фиксировали геомагнитные вариации, и тех методов обработки фиксируемых геомагнитных вариаций. Макрозадача для нас - сотрудников Института Земного Магнетизма – это совершенствование указанных индексов, потому что их использование сегодня приводит, по нашему мнению, к не совсем корректным выводам о состоянии и динамике геомагнитной активности. Ну и, соответственно, к не совсем корректным выводам о состоянии и временной динамике энергетического состоянии магнитосферы. Цель доклада продемонстрировать первый шаг такого усовершенствования: ПЕРЕХОД К НОВОМУ КОЛИЧЕСТВЕННОМУ ОПИСАНИЮ ЛОКАЛЬНОЙ ГЕОМАГНИТНОЙ АКТИВНОСТИ ПО ДАННЫМ ОБСЕРВАТОРСКИХ МАГНИТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ.

Пример часовых данных обсерватории ИЗМИРАН, передаваемых в МЦД марта 1989 г. …… MOS8903D MOS8903D MOS8903D …… MOS8903H MOS8903H MOS8903H …… MOS8903Z MOS8903Z MOS8903Z ……

Представление нашей идеи Значение полного вектора H-компоненты магнитного поля на обсерватории Москва за 11, 12, 13 марта Уровень отсчета –самый спокойный день марта Отклонения H-компоненты магнитного поля от спокойного уровня с поправкой на вековой ход. K-индекс для каждого 3-часового интервала K K K

Наши планы Провести подобную обработку часовых данных на обсерваториях северного, а потом и южного полушария. Это позволит получать более корректную, чем сегодня, оценку наземной геомагнитной активности в реальном масштабе времени и получить представление об этой активности в прошедшие годы, по крайней мере, за период космической эры. выявить реальный сезонный ход геомагнитной активности ввести более корректную классификацию геомагнитной активности более корректно оценить энергетический бюджет магнитосферы более корректно оценить скорость векового хода Магнитного поля Земли.

Примером использование нового метода обработки часовых данных обсерваторий являются наши исследования геомагнитной активности в полярной шапке. На основе данных магнитных обсерваторий северной полярной шапки мы выделили геомагнитные возмущения, возникающие в этой области высокоширотного пространства в периоды взаимодействия с магнитосферой межпланетного магнитного поля, вектор которого имеет высокоамплитудную северную вертикальную компоненту (Bz >> 1нТл). Эти возмущения можно рассматривать как суббури и бури в полярной шапке, которые генерируются проникающим в неё в течение нескольких часов подряд (от 2-3 часов до >10 часов) электрическим полем солнечного ветра (VBz) при Bz >> 1нТл. Такие возмущения присущи только полярной шапке и при их наличии значительного усиления токовых систем в области авроральной зоны не происходит.

Геомагнитная активность в полярной шапке мая 1980 г. Сверху вниз: Значения Bz-компоненты ММП. Индексы геомагнитной активности Kp, Dst, AU, AL. Амплитуды отклонений H-компоненты геомагнитного поля на обсерваториях Thule, Resolute Bay, Godhavn, Baker Lake, расположенных в северной полярной шапке. Широты приведены в дипольной системе координат. Точечной линиями указан временной интервал, когда компонента Bz была положительной и большей 7 нТл.

Спасибо за внимание